JP2003193219A - Vacuum arc vaporization source - Google Patents

Vacuum arc vaporization source

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JP2003193219A
JP2003193219A JP2001398223A JP2001398223A JP2003193219A JP 2003193219 A JP2003193219 A JP 2003193219A JP 2001398223 A JP2001398223 A JP 2001398223A JP 2001398223 A JP2001398223 A JP 2001398223A JP 2003193219 A JP2003193219 A JP 2003193219A
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vacuum arc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum arc vaporization source in which arc is stably controlled to be confined in a prescribed area on a vaporization surface even if heavy current discharge from several 100A to ≥1000A is carried out. <P>SOLUTION: A magnetic field producing source having the angle of line of magnetic force and an arc current value which are set to confine an arc spot into a nearly elliptic discharge region extending in the axial direction of a columnar evaporation material is provided on the evaporation surface of the columnar evaporation material. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具、機械部
品等への耐磨耗性コーティング等に使用される真空アー
ク蒸発源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum arc evaporation source used for wear resistant coating on cutting tools, machine parts and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】真空アーク蒸着法の致命的な欠点である
ドロップレット(溶融粒子)を低減する方法として従来
より種々提案されている。例えば、特公平5−4829
8号公報(従来例1)は、「陰極(蒸発物質)の表面に
平行な磁界成分を有する磁界によって、アークが無端経
路をたどるようにし、あるいはさらにその磁界を発生す
る磁気手段を陰極に対して相対的に移動すること、を特
徴とする方法及び装置。」であり、蒸発材料の溶解粒子
を低減し、。アーク消弧にともなう自動再点弧を不要と
するとしているものであった。
2. Description of the Related Art Various methods have been hitherto proposed for reducing droplets (molten particles), which is a fatal drawback of the vacuum arc vapor deposition method. For example, Japanese Patent Publication No. 5-4829
Japanese Unexamined Patent Publication No. 8 (Prior Art 1) discloses that an arc follows an endless path by a magnetic field having a magnetic field component parallel to the surface of a cathode (evaporated substance), or a magnetic means for generating the magnetic field is provided to the cathode. And a relative movement of the vaporized material. It was said that automatic re-ignition associated with arc extinguishing is unnecessary.

【0003】また、特開平11−36063号公報(従
来例2)は、「アーク蒸発源の蒸発面に700Oe以上
の磁界を形成し、その磁界は蒸発面前方において平行進
行ないし発散し、蒸発面法線と磁力線の成す角度が0〜
30度であるアーク式蒸発源」であり、ドロップレット
を低減し、陰極寿命が長いアーク蒸発源を提供するもの
であった。更に、特開平1−234562号公報(従来
例3)は、「外面に陰極蒸発材料を設けた中空回転体の
内部に磁気発生装置を設置し、蒸発材料・磁気発生装置
を回転または移動させながら放電を発生させる装置。」
であり、アークパスを正確に制御し、陰極に溝状の浸食
を作らないこと目的とするものであった。
Further, Japanese Patent Laying-Open No. 11-36063 (conventional example 2) states, "A magnetic field of 700 Oe or more is formed on the evaporation surface of an arc evaporation source, and the magnetic field travels in parallel or diverges in front of the evaporation surface, The angle between the normal and the magnetic line is 0
It was an arc type evaporation source having a temperature of 30 degrees, and provided an arc evaporation source with reduced droplets and a long cathode life. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-234562 (Prior art example 3) states that "a magnetic generator is installed inside a hollow rotating body having a cathode evaporation material on its outer surface, and the evaporation material / magnetism generator is rotated or moved. A device that generates a discharge. "
That is, the purpose is to accurately control the arc path and not form groove-like erosion in the cathode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例1、す
なわち、通常入手可能なレベルの磁力を発生する磁場発
生源により、蒸発面に平行な磁場を与えて、アークを蒸
発面上に無端経路を描いて移動させる方法によると、ア
ーク電流が100A以下の比較的小さい値であれば軌道
は安定するが、アーク電流を増していくと軌道を外れる
割合が多くなり、200Aを超えると安定的に軌道を確
保することが困難となることを実験的につかんだ。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Conventional Example 1 described above, that is, a magnetic field source that generates a magnetic force of a level that is usually available, gives a magnetic field parallel to the evaporation surface to cause an endless path of the arc on the evaporation surface. According to the method of drawing and moving, the orbit is stable if the arc current is a relatively small value of 100 A or less, but as the arc current increases, the ratio of deviating from the orbit increases, and if it exceeds 200 A, the orbit becomes stable. We have found experimentally that it will be difficult to secure a trajectory.

【0005】また、200Aを超えるような放電電流に
対して軌道を確保するには磁力を増さなければならない
が、そうするとアークスポットの速度が上がることによ
り放電電圧が上昇し、通常20V前後の電圧で放電可能
であるのが40Vを超え、さらに磁力・電流を増すこと
により100V近くの電圧を必要とすることも確認して
おり、極めて特殊かつ高価なアーク電源が必要となる。
また、磁気手段を移動させなければ、蒸発物質は無端経
路に沿って線状に深くえぐれるように消耗してしまい、
実質的には磁気手段の移動は必須である。
Further, in order to secure a trajectory for a discharge current exceeding 200 A, the magnetic force must be increased. Then, the speed of the arc spot increases and the discharge voltage increases, and the voltage is usually around 20V. It has also been confirmed that the voltage that can be discharged exceeds 40 V, and that a voltage near 100 V is required by further increasing the magnetic force and current, and that an extremely special and expensive arc power supply is required.
Also, if the magnetic means is not moved, the vaporized material will be consumed so as to be deeply scooped linearly along the endless path,
The movement of the magnetic means is substantially essential.

【0006】前述した従来例の2の技術を利用した実際
の装置にて、放電電流を150A程度として運転したと
ころ、アークスポットが蒸発面上で偏在し、蒸発面外周
部においては局所的に消耗してしまった。さらには蒸発
面一面にクラックが発生してしまうことが判明した。ま
た通常手段により700Oeもの磁界を蒸発面に発生さ
せるために、蒸発面の径を50mm〜60mmに抑えな
ければならず、小さな蒸発面積に対しての電流負荷(熱
的負荷)が大きい。この技術による実際の放電には、窒
素あるいはアルゴン等のガスを一定量導入しなければな
らず、プロセス上の制約が大きい。
When the discharge current is about 150 A in the actual device using the technique of the above-mentioned conventional example 2, the arc spot is unevenly distributed on the evaporation surface and is locally consumed at the outer peripheral portion of the evaporation surface. have done. Furthermore, it was found that cracks were generated on the entire evaporation surface. Further, in order to generate a magnetic field of 700 Oe on the evaporation surface by the usual means, the diameter of the evaporation surface must be suppressed to 50 mm to 60 mm, and the current load (thermal load) for a small evaporation area is large. A certain amount of gas such as nitrogen or argon must be introduced to the actual discharge by this technique, which is a great restriction on the process.

【0007】また、蒸発物質の消耗にともなって、磁力
線と蒸発面の関係が大きく変化し、さらに上記のとおり
小さな蒸発面積のため消耗が速いため、所望の磁場形態
を実際に長時間にわたって保つことが困難である。実施
例によれば、消耗にともなって蒸発面がコイル中心より
引っ込むと蒸発面上の磁界が発散形状から収束形状とな
り、本従来技術(従来例2)成立しなくなる。さらには
蒸発面外周部の消耗によりアークスポットが飛び出し、
異常放電を引き起こす可能性がある。前述した従来例3
によれば、現実には磁石を中空蒸発材料の内側に入れた
だけでは、記述されているような放電を安定して行うに
は制約が非常に大きい。たとえば、アークスポットを図
示されたような経路に沿って移動させ、あるいは図示さ
れたような磁力線に捕捉制御することが可能なのは、放
電電流100A以下かつチャンバ圧力1Pa以下の場合
に限られ、それ以上の電流・圧力条件においては、全く
制御不能であることを実際に確認している。これは、ア
ーク電流を増やすことによりアークスポットが複数発生
すること、または圧力が高くなるとアークスポットの動
きが広範囲になるという真空アーク放電での一般的な現
象により、アークスポットに対して、図示された以外に
実際に発生している磁力線が作用するようになるもの
で、必然的に起こることである。
Further, as the evaporation material is consumed, the relationship between the magnetic lines of force and the evaporation surface changes greatly, and since the evaporation area is small due to the small evaporation area as described above, it is necessary to actually maintain a desired magnetic field form for a long time. Is difficult. According to the embodiment, when the evaporation surface is retracted from the center of the coil due to wear, the magnetic field on the evaporation surface changes from a divergent shape to a convergent shape, and this prior art (conventional example 2) cannot be established. Furthermore, the arc spot pops out due to the consumption of the outer periphery of the evaporation surface,
May cause abnormal discharge. Conventional example 3 described above
According to the paper, in reality, only placing the magnet inside the hollow evaporation material imposes very large restrictions on the stable discharge as described. For example, it is only when the discharge current is 100 A or less and the chamber pressure is 1 Pa or less that the arc spot can be moved along the path as shown in the figure or trapped and controlled by the magnetic field lines as shown in the figure. It was actually confirmed that under the current and pressure conditions of, it was completely out of control. This is illustrated by the general phenomenon in vacuum arc discharge in which multiple arc spots are generated by increasing the arc current, or when the pressure increases, the movement of the arc spot becomes wide. In addition to the above, the lines of magnetic force that are actually generated will come into action, and this is inevitable.

【0008】本発明は、真空アーク蒸着法において、生
産レベルの成膜時にも粗度の良い皮膜を得るために、数
100A〜1000A以上の大電流放電を行ってもアー
クを安定して蒸発面上所定のエリアに閉じ込め制御可能
とし、さらにドロップレットの発生を制御することがで
きる真空アーク蒸発源を提供することを目的とする。
According to the present invention, in the vacuum arc vapor deposition method, in order to obtain a film having a high roughness even at the production level film formation, the arc is stably evaporated even if a large current discharge of several 100 A to 1000 A or more is performed. It is an object of the present invention to provide a vacuum arc evaporation source capable of controlling confinement in a predetermined area and further controlling generation of droplets.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め本発明は次の技術的手段を講じている。すなわち、請
求項1に係る真空アーク蒸発源は、柱状蒸発物質の蒸発
面を含む領域に磁界を形成して放電する真空アーク蒸発
源であって、柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の
軸方向に伸びる略長円状の放電領域にアークスポットを
閉じ込めるように、磁力線の角度とアーク電流値を設定
した磁場発生源を備えていることを特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention takes the following technical means. That is, the vacuum arc evaporation source according to claim 1 is a vacuum arc evaporation source that discharges by forming a magnetic field in a region including the evaporation surface of the columnar evaporation material, and the evaporation surface of the columnar evaporation material is It is characterized in that it is provided with a magnetic field generation source in which the angle of the magnetic force lines and the arc current value are set so that the arc spot is confined in a substantially elliptical discharge region extending in the axial direction.

【0010】また、請求項2に係る真空アーク蒸発源
は、柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界を形成して
放電する真空アーク蒸発源であって、柱状蒸発物質の蒸
発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸びる略帯状の放電領
域にアークスポットを閉じ込めるように、磁力線の角度
とアーク電流値を設定した磁場発生源を備えていること
を特徴とするものである。更に、請求項2に記載の真空
アーク蒸発源において、永久磁石2対を同じ磁極が対向
するように配置して磁力線を反発させる磁場発生源であ
ることが推奨される(請求項3)。
The vacuum arc evaporation source according to a second aspect is a vacuum arc evaporation source that forms a magnetic field in a region including the evaporation surface of the columnar evaporation material to discharge, and the evaporation surface of the columnar evaporation material has a columnar shape. It is characterized in that it is provided with a magnetic field generation source in which the angle of the lines of magnetic force and the arc current value are set so as to confine the arc spot in a substantially strip-shaped discharge region extending in the circumferential direction of the vaporized substance. Furthermore, in the vacuum arc evaporation source according to claim 2, it is recommended that the two pairs of permanent magnets are arranged so that the same magnetic poles face each other and are magnetic field generation sources that repel magnetic force lines (claim 3).

【0011】また、請求項3において、対向配置した磁
石の磁力が異なることが推奨され(請求項4)、更に、
請求項2において、対向配置した磁石が異極対向とされ
ていることが推奨される(請求項5)。また、請求項1
〜5において、蒸発面における磁界の強さが5ミリテス
ラ以上であることが推奨される(請求項6)。更に、請
求項1又は2において、アーク電流値が200A以上で
あることが推奨される(請求項7)。
Further, in claim 3, it is recommended that the magnets arranged to face each other have different magnetic forces (claim 4).
In claim 2, it is recommended that the magnets arranged so as to face each other have opposite poles (claim 5). In addition, claim 1
In ~ 5, it is recommended that the magnetic field strength on the evaporation surface is 5 millitesla or more (claim 6). Further, in claim 1 or 2, it is recommended that the arc current value is 200 A or more (claim 7).

【0012】また、請求項1又は2において、蒸発面に
おける法線に対する磁力線の最大角度θがθ≧60°で
あることが推奨される(請求項8)。更に、請求項1に
おいて、蒸発面における法線に対する磁力線の最小角度
φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に又は当
該軸を中心として回転して移動させることが推奨される
(請求項9)。また、前述した請求項2において、蒸発
面における法線に対する磁力線の最小角度φ部位を含む
磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に移動させることが推
奨され(請求項10)、更に、前述した請求項1又は2
において、アーク放電の陽極部を、柱状蒸発物質の軸と
平行に移動させることができ(請求項11)、また、前
述した請求項1において、蒸発面における法線に対する
磁力線の最小角度φ部位を含む磁界と陽極を、柱状蒸発
物質の軸を中心として同期回転させることもでき(請求
項12)、更に、前述した請求項1又は2において、柱
状蒸発物質に対して複数の給電部を設け、この給電部を
切り替え又は各給電部の電流値を変化させることことも
できる(請求項13)。
Further, in claim 1 or 2, it is recommended that the maximum angle θ of the magnetic force line with respect to the normal line on the evaporation surface is θ ≧ 60 ° (claim 8). Further, in claim 1, it is recommended that the magnetic field including the minimum angle φ portion of the magnetic force line with respect to the normal line on the evaporation surface be moved parallel to the axis of the columnar evaporation material or rotated around the axis (claim). Item 9). Further, in the above-mentioned claim 2, it is recommended to move the magnetic field including the minimum angle φ portion of the magnetic line of force with respect to the normal line on the evaporation surface in parallel with the axis of the columnar evaporation material (claim 10), and further described above. Claim 1 or 2
In, the anode part of the arc discharge can be moved parallel to the axis of the columnar evaporation material (claim 11), and in the above-mentioned claim 1, the minimum angle φ part of the magnetic force line with respect to the normal line on the evaporation surface can be defined. It is also possible to rotate the included magnetic field and the anode synchronously about the axis of the columnar evaporation material (claim 12). Further, in the above-mentioned claim 1 or 2, a plurality of power feeding portions are provided for the columnar evaporation material, It is also possible to switch this power feeding unit or change the current value of each power feeding unit (claim 13).

【0013】前述した請求項1又は2において、磁場発
生源は、蒸発面上における蒸発面の法線とその磁力線が
なす鋭角側の角度をα、最小角度φを0°〜20°、最
大角度θを30°〜90°としたとき、φ≦α≦θに分
布し、かつα=φの領域がα=θの領域に囲まれている
こと、ある一定値以上のアーク電流により放電させるこ
と、α=φ付近を中心としたα=θの内側の領域にアー
クスポットを閉じ込めて放電させることを意味してい
る。
In the above-mentioned claim 1 or 2, the magnetic field generation source is characterized in that the angle on the acute angle side formed by the normal line of the evaporation surface on the evaporation surface and the magnetic force line is α, the minimum angle φ is 0 ° to 20 °, and the maximum angle. When θ is set to 30 ° to 90 °, φ ≦ α ≦ θ is distributed, and the region of α = φ is surrounded by the region of α = θ, and is discharged by an arc current of a certain value or more. , Α = φ, which means that the arc spot is confined in a region inside α = θ and discharge is performed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1は請求項1に係る実施形
態を示し、図1(1)は蒸発物質と磁界の断面であり、
図1(2)は蒸発面における法線に対する磁力線の方向
(角度)を示し、図1(3)は、柱状蒸発物質と磁場発
生源とを示す斜視図を示し、図1(4)は図1(3)の
A矢示であって柱状蒸発物質の軸方向に伸びる略長円状
の放電部位を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment according to claim 1, FIG. 1 (1) is a cross section of the evaporated substance and the magnetic field,
FIG. 1 (2) shows the direction (angle) of the magnetic force line with respect to the normal to the evaporation surface, FIG. 1 (3) shows a perspective view showing the columnar evaporation material and the magnetic field generation source, and FIG. 1 (4) shows 1 (3) is an arrow A and shows a substantially elliptic discharge portion extending in the axial direction of the columnar evaporation material.

【0015】図1において、円筒形で例示する柱状蒸発
物質1の中空部(内部)に、N極とS極を有する永久磁
石で例示する磁場発生源2が配置されており、該磁場発
生源2は、柱状蒸発物質1の蒸発面1Aに、当該柱状蒸
発物質1の軸方向に伸びる略長円状の放電領域(放電部
位)1Bにアークスポットを閉じ込めるように、磁力線
の角度とアーク電流値が設定されている。すなわち、蒸
発物質1が柱状である真空アーク蒸発源において、蒸発
物質1の蒸発面1Aを含む領域にある一定強度以上の磁
界を形成したものであって、前記蒸発面1A上における
蒸発面1Aの法線Qとその磁力線Xが成す鋭角側の角度
(以下αとする)がφ≦α≦θ(φ≦20°、θ≧30
°)に分布し、かつα=φの領域がα=θの領域に囲ま
れているとともにある一定値以上のアーク電流により放
電させ、α=φ付近を中心としたα=θの内側の領域
(略長円状の放電部位1B)にアークスポットを閉じ込
めて放電させるようになっている。
In FIG. 1, a magnetic field generation source 2 exemplified by a permanent magnet having an N pole and an S pole is arranged in a hollow portion (inside) of a columnar evaporation substance 1 exemplified by a cylindrical shape, and the magnetic field generation source. The reference numeral 2 indicates the angle of the magnetic lines of force and the arc current value so that the arc spot is confined on the evaporation surface 1A of the columnar evaporation material 1 in a substantially elliptic discharge region (discharge portion) 1B extending in the axial direction of the columnar evaporation material 1. Is set. That is, in the vacuum arc evaporation source in which the evaporation material 1 has a columnar shape, a magnetic field having a certain strength or more is formed in a region including the evaporation surface 1A of the evaporation material 1, and the evaporation surface 1A on the evaporation surface 1A The angle (hereinafter referred to as α) on the acute angle side formed by the normal line Q and the magnetic force line X is φ ≦ α ≦ θ (φ ≦ 20 °, θ ≧ 30
Area of α = φ and the area of α = φ is surrounded by the area of α = θ, and is discharged by an arc current of a certain value or more, and the area inside α = θ is centered around α = φ. The arc spot is confined in the (substantially elliptical discharge portion 1B) for discharging.

【0016】ここで、角度φは法線に対する最小角度で
あり、角度θは同じく最大角度である。この図1に示し
た実施形態の作用の原理を説明する。この原理は確定的
なものではないが、一応以下のようであると考えられて
いる。一般にα=θの領域では、アーク放電を形成する
電子やイオン電流に対する磁界の作用(ローレンツ力)
が強いため、アークスポットの動きが強く拘束されて、
ランダム性がなくなりかつ移動速度が上がるために、放
電電圧が上昇する。放電電圧の上昇は、その領域での放
電を妨げる要因となる。一方、α=φの領域ではローレ
ンツ力によるアークスポットの拘束力は弱いが、放電電
圧は通常の電圧とほとんど変わらないレベルである。こ
こで、アーク電流が小さければ放電電圧の上昇による放
電阻止力よりもローレンツ力による作用力が勝り、アー
クスポットはα=θ近辺の領域に拘束される(従来技術
1はθ=90°の場合)。
Here, the angle φ is the minimum angle with respect to the normal line, and the angle θ is also the maximum angle. The principle of operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. This principle is not definitive, but is thought to be as follows. Generally, in the region of α = θ, the action of magnetic field on the electron and ion currents forming the arc discharge (Lorentz force)
Is strong, the movement of the arc spot is strongly restrained,
Since the randomness disappears and the moving speed increases, the discharge voltage increases. The rise in discharge voltage becomes a factor that hinders discharge in that region. On the other hand, in the region of α = φ, the restraint force of the arc spot due to the Lorentz force is weak, but the discharge voltage is at a level that is almost the same as the normal voltage. Here, if the arc current is small, the action force due to the Lorentz force is superior to the discharge blocking force due to the rise in the discharge voltage, and the arc spot is restricted to the region near α = θ (in the case of θ = 90 ° in prior art 1, ).

【0017】しかし、アーク電流がある一定値以上とな
った場合、ローレンツ力による拘束力よりもアーク電圧
が上昇することによる放電阻止力が勝り、α=θ付近の
領域よりも放電電圧の低いα=φ付近での放電に移行す
る(φ=0°、磁力=20mT、放電電流=600A、
窒素圧力=2Paで放電部位を横から観察した写真で示
す図8参照)。その結果、アークスポットはα=θで囲
まれた領域の内側でα=φ付近を中心としてランダムに
動き回る。したがって、アークスポットをα=θの内側
に確実に閉じ込めることが可能となり、蒸発面の適切な
位置に放電領域を設置することができる。特に、蒸発面
の外周部にα=θとなる部位を設けることにより、従来
技術2にて問題となる蒸発面外周部の消耗による異常放
電を防止しつつ、有効蒸発面を効果的に消費することが
できる(白線部:α=90°、黒線部:α=0°で略長
円状の放電領域の例を写真で示す図9参照)。
However, when the arc current exceeds a certain value, the discharge blocking force due to the arc voltage rising exceeds the restraining force due to the Lorentz force, and the discharge voltage α lower than that in the region near α = θ. = Discharge in the vicinity of φ (φ = 0 °, magnetic force = 20 mT, discharge current = 600 A,
(See FIG. 8 which is a photograph of the discharge site observed from the side at a nitrogen pressure of 2 Pa). As a result, the arc spot randomly moves around α = φ inside the area surrounded by α = θ. Therefore, the arc spot can be reliably confined inside α = θ, and the discharge region can be installed at an appropriate position on the evaporation surface. In particular, by providing a portion where α = θ on the outer peripheral portion of the evaporation surface, abnormal discharge due to consumption of the outer peripheral surface of the evaporation surface, which is a problem in the prior art 2, is prevented, and the effective evaporation surface is effectively consumed. (White line part: α = 90 °, black line part: α = 0 °, an example of a substantially elliptical discharge region is shown in a photograph) (see FIG. 9).

【0018】また、アークスポットはα=θの内側を面
状に動き回るため、磁場発生源を移動しなくても従来技
術1の静止磁場の場合にあるような無端周回軌跡の部位
だけが線状に深くえぐれるような消耗が避けられる。更
に、その放電領域では、蒸発面付近のアーク電流の向き
が磁力線の向きに近くなり、放電を形成する電子がその
部位の磁力線に小さな半径で巻き付くことによって放電
電流密度が上がり、アークスポット1個が持ち得る電流
密度を超えるために、アークスポットは通常の個数(た
とえば200Aでは平均2個程度)よりも多数に分裂す
る。そのためアークスポット1個当たりの電流値が下が
り、アークスポットで発生するドロップレットの発生確
率およびドロップレットの径を大幅に小さくすることが
できる。
Further, since the arc spot moves in a plane inside α = θ, only the part of the endless circular locus as in the case of the static magnetic field of Prior Art 1 is linear without moving the magnetic field generation source. It is possible to avoid exhaustion that is deeply scooped out. Further, in the discharge area, the direction of the arc current near the evaporation surface becomes close to the direction of the magnetic field lines, and the electrons forming the discharge are wound around the magnetic field lines at a small radius to increase the discharge current density, and the arc spot 1 In order to exceed the current density that an individual can have, the number of arc spots is split into more than the usual number (eg, 200 A has an average of about 2). As a result, the current value per arc spot decreases, and the probability of droplet generation at the arc spot and the diameter of the droplet can be greatly reduced.

【0019】さらには、α=φを中心とする領域から伸
びる磁力線に沿ってアーク放電プラズマが活性化し、蒸
発した蒸発物質のイオン化が促進され、処理物上に緻密
な皮膜を形成することができる。本技術で窒化クロムの
厚膜を成膜したところ、従来の標準的な皮膜に比べ、膜
厚を厚くしても、良好な粗度の皮膜が得られている。す
なわち、図10は本発明により形成したCrN皮膜表面
の顕微鏡写真であり、膜厚=76μm、Ra(平均粗
度)=0.12μm、Rmax(最大粗度)=2.10
μmである。一方、図11は従来の標準的なCrN皮膜
表面の顕微鏡写真であり、膜厚=30μm、Ra=0.
75μm、Rmax=8.2μmである。
Further, the arc discharge plasma is activated along the lines of magnetic force extending from the region centered on α = φ, the ionization of the evaporated vaporized substance is promoted, and a dense film can be formed on the object to be treated. . When a thick film of chromium nitride was formed by this technique, a film with good roughness was obtained compared to the conventional standard film, even if the film was thicker. That is, FIG. 10 is a micrograph of the surface of the CrN film formed according to the present invention, in which the film thickness = 76 μm, Ra (average roughness) = 0.12 μm, Rmax (maximum roughness) = 2.10.
μm. On the other hand, FIG. 11 is a photomicrograph of the surface of a conventional standard CrN film, where film thickness = 30 μm and Ra = 0.
75 μm and Rmax = 8.2 μm.

【0020】図10の実験条件は、磁界強度30mT、
アーク電流800A、電圧25vであり、図11は、磁
界強度0mT、アーク電流800A、電圧20vであ
る。但し、ターゲット形状は図10、図11ともにφ9
0mm×L900mmの円柱状である。また、本発明で
は、アーク放電にガス導入の必要はなく、通常成膜プロ
セスに要求される圧力範囲を完全に包含する圧力範囲、
たとえばガス導入なし〜窒素圧力6Pa以上の範囲で放
電が可能であることも確認している。これは放電領域前
方に非常に高密度のアークプラズマが形成されるため、
そのアークプラズマ自体が放電形態を律則し、ガス導入
等それ以外の放電環境に影響されないためと考えられ
る。
The experimental condition of FIG. 10 is that the magnetic field strength is 30 mT,
The arc current is 800 A and the voltage is 25 v, and FIG. 11 shows the magnetic field strength of 0 mT, the arc current 800 A, and the voltage 20 v. However, the target shape is φ9 in both FIGS.
It has a cylindrical shape of 0 mm × L900 mm. Further, in the present invention, it is not necessary to introduce a gas into the arc discharge, and a pressure range that completely covers the pressure range normally required for the film forming process,
For example, it has been confirmed that discharge is possible without gas introduction to a nitrogen pressure of 6 Pa or more. This is because a very high density arc plasma is formed in front of the discharge area.
It is considered that the arc plasma itself regulates the discharge form and is not affected by other discharge environments such as gas introduction.

【0021】さらに本発明では、蒸発物質が消耗しても
本手段の磁場形態を保ち得るため、常に上記効果を享受
することが可能である。図1に示した真空アーク蒸発源
において、蒸発面における磁力線方向の磁界の強さが5
mT(ミリテスラ)以上とされている。このような磁界
の強さとすることにより、α=θ付近にアークスポット
が移動した場合の放電電圧が確実に40v以上となるた
め、アークスポットがα=φを中心とした放電電圧の低
い領域に確実に移行し、所望の蒸発面領域により安定的
にアークスポットを拘束することができる。特に、放電
電流を増大する場合は磁界の強さを増すことが望まし
い。たとえば、400Aでは10mT以上、800Aで
は20mT以上が望ましい。
Further, in the present invention, even if the evaporation material is consumed, the magnetic field form of the present means can be maintained, so that the above effects can be always enjoyed. In the vacuum arc evaporation source shown in FIG. 1, the strength of the magnetic field in the direction of the magnetic lines on the evaporation surface is 5
It is said to be mT (millitesla) or higher. By setting such a magnetic field strength, the discharge voltage when the arc spot moves near α = θ is surely 40 v or more, so that the arc spot is in a region where the discharge voltage is low around α = φ. The arc spot can be reliably transferred, and the arc spot can be more stably restrained by the desired evaporation surface area. In particular, it is desirable to increase the strength of the magnetic field when increasing the discharge current. For example, at 400 A, 10 mT or more is desirable, and at 800 A, 20 mT or more is desirable.

【0022】また、図1に示した蒸発源を使用した真空
アーク蒸着装置を図2に示しており、この図2におい
て、ワーク3はターンテーブル4上に備えられており、
真空チャンバ5内において縦軸廻りに回転するようにな
っており、チャンバ5を陽極とした例を示している。こ
の図2に示した真空アーク蒸発源において、アーク電流
値は200A以上とされており、このように構成したこ
とによってアークスポットが複数個発生することによる
スポット相互の反発力により、α=θを中心とした領域
にアークスポットは安定存在し得なくなるため、α=φ
を中心とした領域へ確実にアークスポットが移行し、所
望の蒸発面領域により安定的に拘束される。
A vacuum arc vapor deposition apparatus using the evaporation source shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2, in which the work 3 is provided on a turntable 4.
The vacuum chamber 5 rotates about the vertical axis, and an example in which the chamber 5 is used as an anode is shown. In the vacuum arc evaporation source shown in FIG. 2, the arc current value is set to 200 A or more, and due to the repulsive force between the spots caused by the generation of a plurality of arc spots, α = θ Since the arc spot cannot exist stably in the central area, α = φ
The arc spot surely shifts to the region centered around and is stably restrained by the desired evaporation surface region.

【0023】更に、前述した真空アーク蒸発源におい
て、θ≧60°とされており、このような構成とするこ
とによって、α=θ付近にアークスポットがある場合の
放電電圧が40vを超えるため、アークスポットがα=
φを中心とした放電電圧の低い領域に確実に移行し、所
望の蒸発面領域により安定的にアークスポットを拘束す
ることができる。図3は前述した真空アーク蒸発源にお
いて、磁界を移動させる例を示しており、α=φの部位
を含む磁界を、図3(1)では蒸発物質の軸と平行に、
または図3(2)で示すように軸を中心として回転して
移動するように磁場発生源を移動させるように構成され
ている。
Further, in the above-mentioned vacuum arc evaporation source, θ ≧ 60 °, and with such a configuration, the discharge voltage when there is an arc spot near α = θ exceeds 40 v, The arc spot is α =
It is possible to reliably shift to a region where the discharge voltage is low around φ and to stably constrain the arc spot to a desired evaporation surface region. FIG. 3 shows an example of moving a magnetic field in the above-mentioned vacuum arc evaporation source. In FIG. 3 (1), a magnetic field including a portion of α = φ is parallel to the axis of the evaporated substance,
Alternatively, as shown in FIG. 3B, the magnetic field generation source is moved so as to rotate about an axis and move.

【0024】図4は前述した真空アーク蒸発源におい
て、アーク放電の陽極部を、蒸発物質の軸と平行に移動
させるようにしたものであり、図4(1)は陽極自体を
上下移動させた例を示し、図4(2)は陽極として働く
部位を上下移動させた例を示している。図5は、磁場発
生源と陽極を同期回転させる例を平面図と正面図で示し
ており、前述した真空アーク蒸発源において、α=φの
部位を含む磁界と陽極を、蒸発物質の軸を中心として同
期回転させるように構成したものである。
FIG. 4 shows the above-mentioned vacuum arc evaporation source in which the anode part of the arc discharge is moved in parallel with the axis of the evaporation material. In FIG. 4 (1), the anode itself is moved up and down. An example is shown, and FIG. 4 (2) shows an example in which the portion acting as the anode is vertically moved. FIG. 5 shows a plan view and a front view of an example in which a magnetic field generation source and an anode are synchronously rotated. In the above-mentioned vacuum arc evaporation source, the magnetic field and the anode including the part of α = φ, It is configured to rotate synchronously as a center.

【0025】図6は柱状蒸発物質に対して複数(図では
2個)の給電部(アーク電源1、2)を設けたものであ
り、この給電部を切り替え又は各給電部の電流値を大小
に変化させたものであり、図6は放電電流値I1 、I2
をI1 >I2 又はI1 <I2としたものである。すなわ
ち、I1 <I2 ならアークスポットは下方へ、I1 >I
2 なら上方へ移動するものである。図7は、本発明の変
形例を示し、磁場発生源として磁場コイルを採用し、柱
状蒸発物質は真空チャンバのくびれ部にその軸心を横向
として備えられ、このくびれ部を磁場発生源である電磁
コイルが配置されており、その他の構成は前述した各例
と共通する。
FIG. 6 shows a case in which a plurality of (two in the figure) power supply units (arc power supplies 1 and 2) are provided for the columnar evaporation material, and the power supply units are switched or the current value of each power supply unit is changed. FIG. 6 shows the discharge current values I 1 , I 2
Is I 1 > I 2 or I 1 <I 2 . That is, if I 1 <I 2, the arc spot goes downward, I 1 > I
If it is 2, it moves upward. FIG. 7 shows a modified example of the present invention, in which a magnetic field coil is adopted as a magnetic field generation source, and the columnar evaporation material is provided in the constricted portion of the vacuum chamber with its axis centered laterally, and this constricted portion is the magnetic field generation source. Electromagnetic coils are arranged, and other configurations are common to the above-described examples.

【0026】図3〜図6に示した実施形態によれば、蒸
発面をより均一に消耗させ蒸発物質を有効に使用でき
る。また、本発明は大電流での運転を特徴としており、
アーク電流による蒸発物質の温度上昇を蒸発物質全体に
均一化でき、発熱部位の偏在による蒸発物質の熱的スト
レスを軽減してクラックの発生を防止する。特に、大面
積の蒸発源でα=φの部位が非常に広範囲にわたる場合
に効果的となる。アークスポットはα=φを中心に分布
する他、その分布の中でも、陽極に近い側、あるいは蒸
発物質への給電部に近い側に寄る傾向があることを利用
することができる。
According to the embodiments shown in FIGS. 3 to 6, the evaporation surface is consumed more uniformly and the evaporation material can be effectively used. Further, the present invention is characterized by operation at a large current,
The temperature rise of the vaporized substance due to the arc current can be made uniform throughout the vaporized substance, and the thermal stress of the vaporized substance due to the uneven distribution of the heat generation portion is reduced to prevent the occurrence of cracks. In particular, it is effective when a large-area evaporation source has a very wide range of α = φ. It is possible to use that the arc spot is distributed mainly around α = φ, and that the arc spot tends to be closer to the anode or to the side closer to the power feeding portion for the evaporated substance.

【0027】図12は柱状蒸発物質の他の例を示し、図
12は内部に円形中空部を有する角柱状の蒸発物質を示
し、このように蒸発物質の形状は、円筒形、角筒形、中
実円柱(図7参照)、中実角柱、平板柱状等任意であ
る。図13〜図16は請求項2〜5に係る本発明の実施
形態を示している。すなわち、図13においては、柱状
蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸びる略
帯状(帯環状)の放電領域にアークスポットを閉じ込め
るように、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場
発生源を備えているのである。
FIG. 12 shows another example of the columnar evaporation material, and FIG. 12 shows a prismatic evaporation material having a circular hollow portion inside. As described above, the shape of the evaporation material is cylindrical, prismatic, or Any solid cylinder (see FIG. 7), solid prism, flat plate, or the like can be used. 13 to 16 show an embodiment of the present invention according to claims 2 to 5. That is, in FIG. 13, the angle of the lines of magnetic force and the arc current value are set so that the arc spot is confined in the substantially strip-shaped (annular) discharge region extending in the circumferential direction of the columnar evaporation material on the evaporation surface of the columnar evaporation material. It is equipped with a magnetic field source.

【0028】図13を参照してより具体的に説明する
と、ドーナツ状で端面が磁極となっている永久磁石2対
で示す磁場発生源2を同じ磁極が対向するように置いて
磁力線を反発させると、両磁石の中間位置にα=0°
が、その両側(図13では上下)にα=90°の部位が
それぞれ蒸発源の周方向に帯状に生じる。この場合α=
0°を中心としα=90°に挟まれた帯状の部位で放電
させることができる。図14は対向配置した磁石の磁力
が異なる(図14では上を強くした場合で示すが下を強
くした場合も含む)ものとした例を示している。
More specifically with reference to FIG. 13, a magnetic field source 2 shown by a pair of permanent magnets 2 having a donut shape and an end face serving as a magnetic pole is placed so that the same magnetic poles face each other to repel magnetic force lines. And α = 0 ° at the middle position of both magnets
However, on both sides (upper and lower sides in FIG. 13), sites of α = 90 ° are formed in a band shape in the circumferential direction of the evaporation source. In this case α =
It is possible to discharge at a band-shaped portion centered at 0 ° and sandwiched by α = 90 °. FIG. 14 shows an example in which the magnets arranged facing each other have different magnetic forces (in FIG. 14, the case where the top is strengthened, but the case where the bottom is strengthened is also included).

【0029】この図14の実施の形態においては、図1
5で示すように、主たる磁場方向(放電部位における磁
力線のターゲット面方向成分の総和)が下を向くことに
より、アークスポット(厳密にはアークスポットから発
生する金属イオン流)に働くローレンツ力は、上からみ
て反時計の一方向に定まるため、アークスポットはその
方向にほぼ定速度で周回運動を行う。ただし、ここで働
くローレンツ力は弱いため、前述したような放電電圧の
上昇がほとんど無く、放電を阻害する要因にはならな
い。
In the embodiment of FIG. 14, in FIG.
As shown in 5, the Lorentz force acting on the arc spot (strictly speaking, the metal ion flow generated from the arc spot) when the main magnetic field direction (the sum of the components of the magnetic field lines in the target surface direction at the discharge site) is directed downward, Since it is fixed in one direction counterclockwise when viewed from above, the arc spot makes a circular motion in that direction at a substantially constant speed. However, since the Lorentz force that works here is weak, there is almost no increase in the discharge voltage as described above, and it does not become a factor that hinders discharge.

【0030】また、上下磁石の磁力が等しいと、主たる
磁場方向は金属イオン流の方向と等しくなり、したがっ
てローレンツ力が働かないため、アークスポットは放電
部位を左右方向にランダムに運動するが、アノード(陽
極)配置やチャンバ構造の非対称性により、蒸発物質の
ある方向に片寄って放電することがある。上下磁石を異
なる磁力とすることで、アークスポットを蒸発物質全周
にわたって確実に放電させることができる。図16は対
向配置した磁石が異極対向とされている実施の形態であ
り、これによれば、磁石サイズ・配置を適当に選ぶと図
16のようになり、α=90°が3点現れた。予想では
放電部位が2ヶ所現れるが、真ん中のα=90°の点の
磁力が弱いと、アークスポットは上下の放電部位を行っ
たり来たりする。
When the magnetic forces of the upper and lower magnets are equal, the main magnetic field direction is the same as the direction of the metal ion flow. Therefore, the Lorentz force does not work, so that the arc spot randomly moves in the left and right directions at the discharge site. Due to the asymmetry of the (anode) arrangement and the chamber structure, the vaporized substance may be biased in one direction and discharged. By making the upper and lower magnets have different magnetic forces, the arc spot can be surely discharged over the entire circumference of the vaporized substance. FIG. 16 shows an embodiment in which the magnets arranged facing each other have opposite poles. According to this, when the size and arrangement of the magnets are appropriately selected, the result is as shown in FIG. 16, and α = 90 ° appears at three points. It was It is expected that two discharge sites will appear, but if the magnetic force at the point of α = 90 ° in the middle is weak, the arc spot will move back and forth between the upper and lower discharge sites.

【0031】なお、この磁場形態(図16で示した形
態)で上下磁石を異なる磁力にした場合、上下磁力差が
大きいと、弱い側の放電部位がなくなる。図13、図1
4においては、柱状蒸発物質の放電部位が帯状となるこ
とから、当該柱状蒸発物質と磁場発生源を図5で例示す
るように同期回転させる必要性はなくなる。但し、図4
で例示したように陽極を移動させることはできる。ま
た、図13〜図14において、前述した最小角度φ、最
大角度θについては前述同様であり、アーク電流値(2
00A以上)および磁界の強さが5ミリテスラであるこ
と、400Aでは10mT以上、800Aでは20mT
等々についても前述同様である。
When the upper and lower magnets are made to have different magnetic forces in this magnetic field configuration (the configuration shown in FIG. 16), if the vertical magnetic force difference is large, there is no discharge site on the weak side. 13 and 1
In No. 4, since the discharge portion of the columnar evaporation material becomes a band shape, it is not necessary to rotate the columnar evaporation material and the magnetic field generation source synchronously as illustrated in FIG. However, FIG.
The anode can be moved as illustrated in the above. 13 to 14, the minimum angle φ and the maximum angle θ described above are the same as described above, and the arc current value (2
00A or more) and the strength of the magnetic field is 5 millitesla, 400 m is 10 mT or more, and 800 A is 20 mT.
The same applies to the above.

【0032】更に、本発明においては、前述した各実施
形態を任意に組み合せることは自由である。
Further, in the present invention, it is free to freely combine the above-mentioned embodiments.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
生産レベルの成膜時にも粗度の良い皮膜を得るために、
数100A〜1000A以上の大電流放電を行ってもア
ークを安定して蒸発面上所定のエリアに閉じ込め制御可
能とし、さらにドロップレットの発生を制御することが
できる。
As described in detail above, according to the present invention,
In order to obtain a film with a high degree of roughness even during production level film formation,
Even if a large current discharge of several 100 A to 1000 A or more is performed, the arc can be stably confined and controlled in a predetermined area on the evaporation surface, and the generation of droplets can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態を示し、(1)は蒸発物質と
磁界の断面を示し、(2)は法線に対する磁力線の角度
を示し、(3)は蒸発源の斜視図であり、(4)はA矢
示図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, (1) shows a cross section of an evaporated substance and a magnetic field, (2) shows an angle of a magnetic force line with respect to a normal line, and (3) is a perspective view of an evaporation source, (4) is an arrow A view.

【図2】図1の蒸発源を使用した真空アーク蒸着装置を
示している。
2 shows a vacuum arc vapor deposition apparatus using the evaporation source of FIG.

【図3】磁界を移動させる例を示し、(1)は軸方向の
平行移動(相対移動を含む)、(2)は軸廻りの回転移
動(相対回転を含む)の平面図と正面図である。
FIG. 3 shows an example of moving a magnetic field. (1) is a plan view and a front view of axial parallel movement (including relative movement), and (2) rotational movement around an axis (including relative rotation). is there.

【図4】陽極を移動する例を示し、(1)は陽極自体の
上下移動(水平移動を含む)、(2)は陽極として働く
部位の上下移動(水平移動を含む)である。
FIG. 4 shows an example of moving an anode, (1) is vertical movement (including horizontal movement) of the anode itself, and (2) is vertical movement (including horizontal movement) of a portion acting as an anode.

【図5】磁場発生源と陽極を同期回転させる平面図と正
面図である。
5A and 5B are a plan view and a front view for synchronously rotating a magnetic field generation source and an anode.

【図6】蒸発物質に複数の給電部を設けた説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram in which a plurality of power supply units are provided on the evaporation material.

【図7】本発明の他の例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing another example of the present invention.

【図8】放電部位を横から観察した写真である。FIG. 8 is a photograph of a discharge site observed from the side.

【図9】放電領域の写真である。FIG. 9 is a photograph of a discharge area.

【図10】本発明によるCrN皮膜表面の顕微鏡写真で
ある。
FIG. 10 is a photomicrograph of the surface of the CrN film according to the present invention.

【図11】従来の標準的なCrN皮膜表面の顕微鏡写真
である。
FIG. 11 is a photomicrograph of the surface of a conventional standard CrN film.

【図12】角柱状の蒸発物質の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a prismatic evaporation material.

【図13】請求項2に係る実施形態を示し、(1)は斜
視図、(2)は平面図、(3)は正面図である。
13 shows an embodiment according to claim 2, (1) is a perspective view, (2) is a plan view, and (3) is a front view.

【図14】上下磁石を異なる磁力とした例を示し、
(1)は斜視図、(2)は平面図、(3)は正面図であ
る。
FIG. 14 shows an example in which upper and lower magnets have different magnetic forces,
(1) is a perspective view, (2) is a plan view, and (3) is a front view.

【図15】図14の作用説明図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of FIG.

【図16】上下磁石を異極対向とした場合の半欠正面図
である。
FIG. 16 is a semi-broken front view when the upper and lower magnets are opposed to each other with different poles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 柱状蒸発物質 2 磁場発生源 1 Column evaporation material 2 Magnetic field source

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界
を形成して放電する真空アーク蒸発源であって、 柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の軸方向に伸び
る略長円状の放電領域にアークスポットを閉じ込めるよ
うに、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場発生
源を備えていることを特徴とする真空アーク蒸発源。
1. A vacuum arc evaporation source for discharging by forming a magnetic field in a region including an evaporation surface of a columnar evaporation material, wherein the evaporation surface of the columnar evaporation material has a substantially oval shape extending in the axial direction of the columnar evaporation material. A vacuum arc evaporation source characterized by comprising a magnetic field generation source in which the angle of the magnetic force lines and the arc current value are set so that the arc spot is confined in the discharge area.
【請求項2】 柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界
を形成して放電する真空アーク蒸発源であって、 柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸び
る略帯状の放電領域にアークスポットを閉じ込めるよう
に、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場発生源
を備えていることを特徴とする真空アーク蒸発源。
2. A vacuum arc evaporation source for forming a magnetic field in a region including an evaporation surface of a columnar evaporation material for discharging, wherein the evaporation surface of the columnar evaporation material has a substantially strip-shaped discharge extending in a circumferential direction of the columnar evaporation material. A vacuum arc evaporation source characterized by comprising a magnetic field generation source in which an angle of magnetic force lines and an arc current value are set so as to confine an arc spot in an area.
【請求項3】 永久磁石2対を同じ磁極が対向するよう
に配置して磁力線を反発させる磁場発生源であることを
特徴とする請求項2に記載の真空アーク蒸発源。
3. The vacuum arc evaporation source according to claim 2, wherein the permanent magnet is a magnetic field generation source that arranges two pairs of permanent magnets so that the same magnetic poles face each other to repel magnetic force lines.
【請求項4】 対向配置した磁石の磁力が異なることを
特徴とする請求項3に記載の真空アーク蒸発源。
4. The vacuum arc evaporation source according to claim 3, wherein the magnets arranged to face each other have different magnetic forces.
【請求項5】 対向配置した磁石が異極対向とされてい
ることを特徴とする請求項2に記載の真空アーク蒸発
源。
5. The vacuum arc evaporation source according to claim 2, wherein the magnets arranged to face each other have different polarities.
【請求項6】 蒸発面における磁界の強さが5ミリテス
ラ以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
に記載の真空アーク蒸発源。
6. The vacuum arc evaporation source according to claim 1, wherein the strength of the magnetic field on the evaporation surface is 5 millitesla or more.
【請求項7】 アーク電流値が200A以上であること
を特徴とする請求項1又は2に記載の真空アーク蒸発
源。
7. The vacuum arc evaporation source according to claim 1, wherein an arc current value is 200 A or more.
【請求項8】 蒸発面における法線に対する磁力線の最
大角度θがθ≧60°であることを特徴とする請求項1
又は2に記載の真空アーク蒸発源。
8. The maximum angle θ of the magnetic lines of force with respect to the normal line on the evaporation surface is θ ≧ 60 °.
Or the vacuum arc evaporation source according to 2.
【請求項9】 蒸発面における法線に対する磁力線の最
小角度φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に
又は当該軸を中心として回転して移動させることを特徴
とする請求項1に記載の真空アーク蒸発源。
9. A magnetic field including a minimum angle φ portion of a magnetic line of force with respect to a normal line on the evaporation surface is moved in parallel with or rotated about the axis of the columnar evaporation material. The vacuum arc evaporation source described.
【請求項10】 蒸発面における法線に対する磁力線の
最小角度φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行
に移動させることを特徴とする請求項2に記載の真空ア
ーク蒸発源。
10. The vacuum arc evaporation source according to claim 2, wherein a magnetic field including a portion of a minimum angle φ of a magnetic line of force with respect to a normal line on the evaporation surface is moved in parallel with an axis of the columnar evaporation material.
【請求項11】 アーク放電の陽極部を、柱状蒸発物質
の軸と平行に移動させることを特徴とする請求項1又は
2に記載の真空アーク蒸発源。
11. The vacuum arc evaporation source according to claim 1, wherein the anode part of the arc discharge is moved in parallel with the axis of the columnar evaporation material.
【請求項12】 蒸発面における法線に対する磁力線の
最小角度φ部位を含む磁界と陽極を、柱状蒸発物質の軸
を中心として同期回転させることを特徴とする請求項1
に記載の真空アーク蒸発源。
12. A magnetic field including a portion of a minimum angle φ of a magnetic line of force with respect to a normal line on an evaporation surface and an anode are synchronously rotated about an axis of a columnar evaporation material.
Vacuum arc evaporation source according to.
【請求項13】 柱状蒸発物質に対して複数の給電部を
設け、この給電部を切り替え又は各給電部の電流値を変
化させることを特徴とする請求項1又は2に記載の真空
アーク蒸発源。
13. The vacuum arc evaporation source according to claim 1, wherein a plurality of power supply units are provided for the columnar evaporation material, and the power supply units are switched or the current value of each power supply unit is changed. .
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007247030A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Kobe Steel Ltd Vacuum arc evaporation source and vacuum arc deposition device
JP2010059544A (en) * 2008-09-02 2010-03-18 Sulzer Metaplas Gmbh Apparatus and method for coating substrate
CN101363115B (en) * 2008-03-21 2011-11-23 中国科学院金属研究所 Arc source of rotary magnetron arc ion plating
US8304098B2 (en) 2007-10-12 2012-11-06 Hitachi Tool Engineering, Ltd. Hard-coated member, and its production method
JP2013533382A (en) * 2010-06-22 2013-08-22 エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハ ARC deposition source with defined electric field
WO2014115733A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-31 日新電機株式会社 Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using plasma device
JP2015503030A (en) * 2011-12-05 2015-01-29 プラティット・アー・エス Cathode arc deposition apparatus and method with filter
JP2017510033A (en) * 2014-03-27 2017-04-06 シャルトバウ ゲーエムベーハー Electrical switch switchgear with improved arc extinguishing device

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4684141B2 (en) * 2006-03-17 2011-05-18 株式会社神戸製鋼所 Vacuum arc evaporation source and vacuum arc evaporation apparatus
JP2007247030A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Kobe Steel Ltd Vacuum arc evaporation source and vacuum arc deposition device
US8304098B2 (en) 2007-10-12 2012-11-06 Hitachi Tool Engineering, Ltd. Hard-coated member, and its production method
CN101363115B (en) * 2008-03-21 2011-11-23 中国科学院金属研究所 Arc source of rotary magnetron arc ion plating
JP2010059544A (en) * 2008-09-02 2010-03-18 Sulzer Metaplas Gmbh Apparatus and method for coating substrate
JP2014231644A (en) * 2008-09-02 2014-12-11 スルザー メタプラス ゲーエムベーハー Coating apparatus for covering substrate, and method for coating substrate
JP2013533382A (en) * 2010-06-22 2013-08-22 エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハ ARC deposition source with defined electric field
JP2015503030A (en) * 2011-12-05 2015-01-29 プラティット・アー・エス Cathode arc deposition apparatus and method with filter
WO2014115733A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-31 日新電機株式会社 Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using plasma device
CN104937132A (en) * 2013-01-22 2015-09-23 日新电机株式会社 Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using plasma device
JP5954440B2 (en) * 2013-01-22 2016-07-20 日新電機株式会社 Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using the same
JP2016172927A (en) * 2013-01-22 2016-09-29 日新電機株式会社 Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using the former
EP2949779A4 (en) * 2013-01-22 2016-10-05 Nissin Electric Co Ltd Plasma device, carbon thin film manufacturing method and coating method using plasma device
JP2017510033A (en) * 2014-03-27 2017-04-06 シャルトバウ ゲーエムベーハー Electrical switch switchgear with improved arc extinguishing device

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